Nell'architettura di rete moderna, VLAN (Virtual Local Area Network) e VXLAN (Virtual Extended Local Area Network) sono le due tecnologie di virtualizzazione di rete più diffuse. Possono sembrare simili, ma in realtà presentano diverse differenze fondamentali.
VLAN (rete locale virtuale)
VLAN è l'acronimo di Virtual Local Area Network (rete locale virtuale). Si tratta di una tecnica che suddivide i dispositivi fisici di una LAN in diverse sottoreti secondo relazioni logiche. La VLAN è configurata sugli switch di rete per suddividere i dispositivi di rete in diversi gruppi logici. Anche se questi dispositivi possono essere fisicamente situati in luoghi diversi, la VLAN consente loro di appartenere logicamente alla stessa rete, consentendo una gestione flessibile e l'isolamento.
Il cuore della tecnologia VLAN risiede nella suddivisione delle porte degli switch. Gli switch gestiscono il traffico in base all'ID VLAN (identificatore VLAN). Gli ID VLAN vanno da 1 a 4095 e sono in genere composti da 12 cifre binarie (ovvero, l'intervallo è compreso tra 0 e 4095), il che significa che uno switch può supportare fino a 4.096 VLAN.
Flusso di lavoro
○ Identificazione VLAN: quando un pacchetto entra in uno switch, quest'ultimo decide a quale VLAN inoltrarlo in base alle informazioni sull'ID VLAN presenti nel pacchetto. In genere, per assegnare un tag VLAN al frame di dati viene utilizzato il protocollo IEEE 802.1Q.
○ Dominio di broadcast VLAN: ogni VLAN è un dominio di broadcast indipendente. Anche se più VLAN sono sullo stesso switch fisico, i loro broadcast sono isolati l'uno dall'altro, riducendo il traffico di broadcast non necessario.
○ Inoltro dati: lo switch inoltra il pacchetto dati alla porta corrispondente in base ai diversi tag VLAN. Se i dispositivi tra diverse VLAN devono comunicare, devono essere inoltrati tramite dispositivi di livello 3, come i router.
Supponiamo di avere un'azienda con più reparti, ognuno dei quali utilizza una VLAN diversa. Con lo switch, è possibile suddividere tutti i dispositivi del reparto finanziario nella VLAN 10, quelli del reparto vendite nella VLAN 20 e quelli del reparto tecnico nella VLAN 30. In questo modo, la rete tra i reparti è completamente isolata.
Vantaggi
○ Sicurezza migliorata: la VLAN può impedire efficacemente l'accesso non autorizzato tra diverse VLAN suddividendo i diversi servizi in reti diverse.
○ Gestione del traffico di rete: assegnando le VLAN, è possibile evitare le tempeste di trasmissione e aumentare l'efficienza della rete. I pacchetti di trasmissione verranno propagati solo all'interno della VLAN, riducendo l'utilizzo di larghezza di banda.
○ Flessibilità di rete: la VLAN consente di suddividere la rete in modo flessibile in base alle esigenze aziendali. Ad esempio, i dispositivi del reparto finanziario possono essere assegnati alla stessa VLAN anche se si trovano fisicamente su piani diversi.
Limitazioni
○ Scalabilità limitata: poiché le VLan si basano su switch tradizionali e supportano fino a 4096 VLan, questo può rappresentare un collo di bottiglia per reti di grandi dimensioni o ambienti virtualizzati su larga scala.
○ Problema di connessione tra domini: la VLAN è una rete locale, la comunicazione tra VLAN deve essere effettuata tramite uno switch o router a tre livelli, il che può aumentare la complessità della rete.
Scenario applicativo
○ Isolamento e sicurezza nelle reti aziendali: le VLAN sono ampiamente utilizzate nelle reti aziendali, soprattutto nelle grandi organizzazioni o in ambienti interdipartimentali. La sicurezza e il controllo degli accessi alla rete possono essere garantiti suddividendo i diversi reparti o sistemi aziendali tramite VLAN. Ad esempio, il reparto finanziario spesso si trova in una VLAN diversa da quella del reparto di ricerca e sviluppo per evitare accessi non autorizzati.
○ Riduzione del traffico broadcast: la VLAN aiuta a limitare il traffico broadcast. Normalmente, i pacchetti broadcast vengono distribuiti in tutta la rete, ma in un ambiente VLAN, il traffico broadcast viene distribuito solo all'interno della VLAN, riducendo efficacemente il carico di rete causato dal traffico broadcast.
○ Rete locale di piccole e medie dimensioni: per alcune piccole e medie imprese, la VLAN fornisce un modo semplice ed efficace per creare una rete logicamente isolata, rendendo più flessibile la gestione della rete.
VXLAN (rete locale estesa virtuale)
VXLAN (Virtual Extensible LAN) è una nuova tecnologia proposta per risolvere i limiti delle VLAN tradizionali nei data center di grandi dimensioni e negli ambienti di virtualizzazione. Utilizza la tecnologia di incapsulamento per trasferire pacchetti di dati di livello 2 (L2) attraverso la rete di livello 3 (L3) esistente, superando i limiti di scalabilità delle VLAN.
Grazie alla tecnologia di tunneling e al meccanismo di incapsulamento, VXLAN "avvolge" i pacchetti dati originali di livello 2 in pacchetti dati IP di livello 3, in modo che possano essere trasmessi sulla rete IP esistente. Il cuore di VXLAN risiede nel suo meccanismo di incapsulamento e de-incapsulamento: il tradizionale frame dati di livello 2 viene incapsulato tramite protocollo UDP e trasmesso attraverso la rete IP.
Flusso di lavoro
○ Incapsulamento dell'intestazione VXLAN: nell'implementazione di VXLAN, ogni pacchetto di livello 2 verrà incapsulato come pacchetto UDP. L'incapsulamento VXLAN include: identificatore di rete VXLAN (VNI), intestazione UDP, intestazione IP e altre informazioni.
○ Tunnel Terminal (VTEP): VXLAN utilizza la tecnologia tunneling e i pacchetti vengono incapsulati e de-incapsulati tramite una coppia di dispositivi VTEP. VTEP, VXLAN Tunnel Endpoint, è il ponte che collega VLAN e VXLAN. Il VTEP incapsula i pacchetti L2 ricevuti come pacchetti VXLAN e li invia al VTEP di destinazione, che a sua volta de-incapsula i pacchetti incapsulati nei pacchetti L2 originali.
○ Processo di incapsulamento di VXLAN: dopo aver collegato l'intestazione VXLAN al pacchetto dati originale, il pacchetto dati verrà trasmesso al VTEP di destinazione tramite la rete IP. Il VTEP di destinazione decapsula il pacchetto e lo inoltra al destinatario corretto in base alle informazioni VNI.
Vantaggi
○ Scalabile: VXLAN supporta fino a 16 milioni di reti virtuali (VNI), un numero molto più elevato dei 4096 identificatori VLAN, rendendolo ideale per data center su larga scala e ambienti cloud.
○ Supporto tra data center: VXLAN può estendere la rete virtuale tra più data center in diverse posizioni geografiche, superando le limitazioni delle VLAN tradizionali, ed è adatta agli ambienti moderni di cloud computing e virtualizzazione.
○ Semplifica la rete del data center: tramite VXLAN, i dispositivi hardware di produttori diversi possono essere interoperabili, supportare ambienti multi-tenant e semplificare la progettazione di rete dei data center su larga scala.
Limitazioni
○ Elevata complessità: la configurazione di VXLAN è relativamente complessa e coinvolge l'incapsulamento del tunnel, la configurazione VTEP, ecc., il che richiede ulteriore supporto tecnico e aumenta la complessità di funzionamento e manutenzione.
○ Latenza di rete: a causa dell'elaborazione aggiuntiva richiesta dal processo di incapsulamento e de-incapsulamento, VXLAN può introdurre una certa latenza di rete. Sebbene questa latenza sia solitamente piccola, è comunque necessario tenerne conto in ambienti che richiedono prestazioni elevate.
Scenario applicativo VXLAN
○ Virtualizzazione della rete del data center: la tecnologia VXLAN è ampiamente utilizzata nei data center di grandi dimensioni. I server del data center utilizzano solitamente la tecnologia di virtualizzazione; la tecnologia VXLAN può aiutare a creare una rete virtuale tra diversi server fisici, evitando i limiti di scalabilità della VLAN.
○ Ambiente cloud multi-tenant: in un cloud pubblico o privato, VXLAN può fornire una rete virtuale indipendente per ciascun tenant e identificare la rete virtuale di ciascun tenant tramite VNI. Questa funzionalità di VXLAN è ideale per i moderni ambienti di cloud computing e multi-tenant.
○ Scalabilità di rete tra data center: VXLAN è particolarmente adatto per scenari in cui le reti virtuali devono essere distribuite su più data center o aree geografiche. Poiché VXLAN utilizza reti IP per l'incapsulamento, è in grado di estendersi facilmente su diversi data center e aree geografiche per ottenere un'espansione della rete virtuale su scala globale.
VLAN contro VxLAN
VLAN e VXLAN sono entrambe tecnologie di virtualizzazione di rete, ma sono adatte a diversi scenari applicativi. La VLAN è adatta ad ambienti di rete di piccole o medie dimensioni e può fornire isolamento e sicurezza di rete di base. Il suo punto di forza risiede nella semplicità, nella facilità di configurazione e nell'ampio supporto.
VXLAN è una tecnologia progettata per soddisfare l'esigenza di espansione di rete su larga scala nei moderni data center e negli ambienti di cloud computing. Il punto di forza di VXLAN risiede nella sua capacità di supportare milioni di reti virtuali, rendendola adatta all'implementazione di reti virtualizzate in tutti i data center. Supera i limiti di scalabilità delle VLAN ed è adatta a progetti di rete più complessi.
Sebbene il nome VXLAN sembri essere un protocollo di estensione di VLAN, in realtà VXLAN si differenzia sostanzialmente da VLAN per la sua capacità di costruire tunnel virtuali. Le principali differenze tra le due sono le seguenti:
Caratteristica | VLAN | VXLAN |
|---|---|---|
| Standard | IEEE 802.1Q | RFC 7348 (IETF) |
| Strato | Livello 2 (collegamento dati) | Livello 2 su livello 3 (L2oL3) |
| Incapsulamento | Intestazione Ethernet 802.1Q | MAC-in-UDP (incapsulato in IP) |
| Dimensioni ID | 12 bit (VLAN 0-4095) | 24 bit (16,7 milioni di VNI) |
| Scalabilità | Limitato (4094 VLAN utilizzabili) | Altamente scalabile (supporta cloud multi-tenant) |
| Gestione della trasmissione | Flooding tradizionale (all'interno della VLAN) | Utilizza la replica multicast IP o head-end |
| In alto | Basso (tag VLAN a 4 byte) | Alto (~50 byte: intestazioni UDP + IP + VXLAN) |
| Isolamento del traffico | Sì (per VLAN) | Sì (per VNI) |
| Scavo di gallerie | Nessun tunnel (L2 pianeggiante) | Utilizza VTEP (VXLAN Tunnel Endpoints) |
| Casi d'uso | Piccole/medie LAN, reti aziendali | Data center cloud, SDN, VMware NSX, Cisco ACI |
| Dipendenza Spanning Tree (STP) | Sì (per evitare loop) | No (utilizza il routing Layer 3, evita problemi STP) |
| Supporto hardware | Supportato su tutti gli switch | Richiede switch/NIC compatibili con VXLAN (o VTEP software) |
| Supporto alla mobilità | Limitato (all'interno dello stesso dominio L2) | Migliore (le VM possono spostarsi tra subnet) |
Cosa può fare Mylinking™ Network Packet Broker per la Network Virtual Technology?
VLAN contrassegnata, VLAN non contrassegnata, VLAN sostituita:
Supporta la corrispondenza di qualsiasi campo chiave nei primi 128 byte di un pacchetto. L'utente può personalizzare il valore di offset, la lunghezza e il contenuto del campo chiave e determinare la politica di output del traffico in base alla configurazione utente.
Stripping dell'incapsulamento del tunnel:
Supporta le intestazioni VxLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS e IPIP eliminate nel pacchetto dati originale e inoltrate in output.
Identificazione del protocollo di tunneling
Supporta l'identificazione automatica di vari protocolli di tunneling come GTP / GRE / PPTP / L2TP / PPPOE / IPIP. In base alla configurazione dell'utente, la strategia di output del traffico può essere implementata in base al livello interno o esterno del tunnel.
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Data di pubblicazione: 25 giugno 2025
